傳感器第4章壓電式(參考版)
2025-05-06 02:45本頁面
【正文】 第 4章 壓電式傳感器 第 4章 壓電式傳感器 振動分析 第 4章 壓電式傳感器 飛機輪子振動分析 第 4章 壓電式傳感器 影響壓電式傳感器主要因素 ? 橫向靈敏度 ? 環(huán)境溫度和濕度 ? 安裝差異及基座應(yīng)變 ? 噪聲 (電纜噪聲，接地回路噪聲）等 。經(jīng)過阻抗變換以后，方可用于一般的放大、檢測電路將信號輸給指示 儀表或記錄器。 第 4章 壓電式傳感器 三向加速度傳感器 利用三組壓電元件 ? 第一組：壓縮型 ? 第二組：剪切型 ? 第三組：剪切型 第 4章 壓電式傳感器 第 4章 壓電式傳感器 第 4章 壓電式傳感器 由于壓電式傳感器的輸出電信號是微弱的電荷，而且傳感器本身有很大內(nèi)阻，故輸出能量甚微，這給后接電路帶來一定困難。加速度計感受軸向振動時，壓電元件承受切應(yīng)力。由于粘結(jié)劑會隨溫度增高而變軟，因此最高工作溫度受到限制。此外，測試對象和環(huán)境溫度變化將影響壓電元件，并使預(yù)緊力發(fā)生變化， 易引起溫度漂移。這種結(jié)構(gòu)有高的共振頻率。 S是彈簧， M是質(zhì)量塊， B是基座， P是壓電元件， R是夾持環(huán)。 （ 2）工作原理 第 4章 壓電式傳感器 )(022222tmakxdtdxcdtxdmkxdtdxcdtxdmttttt????????[質(zhì)量塊的絕對位移 x2，激勵為 x1 ， 質(zhì)量塊相對位移 xt] 頻響特性－ 受力分析 第 4章 壓電式傳感器 maKxdtdxcdt xdm ttt ????22拉氏變換得 maxKCsms t ???? )( 2傳遞函數(shù)為 Kcsmsmax t????2第 4章 壓電式傳感器 （ 3）壓電加速度傳感器的結(jié)構(gòu) 壓縮型 質(zhì)量塊 外殼 壓電元件 基座 第 4章 壓電式傳感器 特點： ? 基于厚度變形 ,結(jié)構(gòu)簡單。 ?當(dāng)被測振動頻率遠(yuǎn)低于加速度計的固有頻率時，則力的變化與被測加速度成正比。 ?測量時傳感器基座與試件剛性連接在一起。壓電梁彎曲變形 產(chǎn)生壓電式血壓傳感器的電荷輸 出 。在敏感振膜 中央上下兩側(cè)各膠粘有半圓柱塑 料塊。 QU o ?icaf CCCCk ????? )1( 壓電傳感器的應(yīng)用 第 4章 壓電式傳感器 1．壓電晶體振蕩器； 2．壓電加速度計傳感器； 3．壓電式玻璃破碎報警器； 4．血壓測量； 5．壓電換能器，發(fā)射（揚聲器）、接收（麥克風(fēng)）、 收聽器、超聲波換能器； 6．新型壓電材料（聚偏二氟乙烯） 第 4章 壓電式傳感器 變形方式 厚度伸縮：縱向壓電效應(yīng) 長度伸縮：橫向壓電效應(yīng) 厚度切變：剪切壓電效應(yīng) 長寬切變：面切壓電效應(yīng) 體積壓縮：縱橫向壓電效應(yīng) 組合形式 結(jié)構(gòu)形狀分：圓形、長方形、環(huán)形、柱狀等 元件數(shù)目分：單晶片、雙晶片和多晶片 極性方式分：串聯(lián)、并聯(lián) 第 4章 壓電式傳感器 加速度計，力傳感器 第 4章 壓電式傳感器 壓電式力和壓力傳感器 一、力傳感器 單向力傳感器 第 4章 壓電式傳感器 雙向力傳感器 第 4章 壓電式傳感器 三向力傳感器 FX FZ FY 第 4章 壓電式傳感器 第 4章 壓電式傳感器 第 4章 壓電式傳感器 受力分析 第 4章 壓電式傳感器 第 4章 壓電式傳感器 二、壓力傳感器 膜片式壓電壓力傳感器： 后座 墊圈 外殼 石英晶片 導(dǎo)電片 傳力塊 膜片 第 4章 壓電式傳感器 第 4章 壓電式傳感器 壓電式血壓傳感器如圖壓電陶瓷，雙晶片懸梁結(jié)構(gòu)。 QU o ? （ 1）理想電荷放大器原理 第 4章 壓電式傳感器 （ 2）實際電荷放大器原理 Rf － k Uo Cf Ci Cc Ca Q fica CkCCCC )1( ?????ficaioCkCCCQkkUU)1( ????????icaf CCCCk ????? )1(若：fo CkQkU)1( ???fo CQU ??第 4章 壓電式傳感器 結(jié)論： 1)電荷放大器的輸出電壓 。 2)當(dāng) Cf=常數(shù)時，則 。利用電容作反饋元件的深度負(fù)反饋的高增益運放。 ? 為解決電纜分布電容對傳感器靈敏度的影響和低頻響應(yīng)差的缺點可采用電荷放大 ， 而且集成運放組成的電荷放大器有較好的性能 。 3 （高頻情況）， Uim/Uam≈1 ， 實際接近理想，輸入電壓與作用力頻 率無關(guān)。與其配套的測量電路
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